(57)【要約】  本発明は、０．６〜１．１質量％のＣと、０．１〜０．５質量％のＳｉと、０．２〜０．６質量％のＭｎと、０．００４〜０．０１５質量％のＳと、０．０２〜０．０５質量％未満のＣｒと、Ｐが０．０２質量％以下に制限され、且つ、Ａｌが０．００３質量％以下に制限された不可避的不純物及びＦｅを含有する残部と、を含有し、パーライト組織を表面に有し、前記パーライト組織におけるフェライトの結晶面が、前記線材の横断面において１．２以上の集積度の｛１１０｝面を外周部に有する線材を提供する。
2011055746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直径４〜８ｍｍに熱間圧延された線材であって、
前記線材は、
０．６〜１．１質量％のＣと、
０．１〜０．５質量％のＳｉと、
０．２〜０．６質量％のＭｎと、
０．００４〜０．０１５質量％のＳと、
０．０２〜０．０５質量％未満のＣｒと、
Ｐが０．０２質量％以下に制限され、且つ、Ａｌが０．００３質量％以下に制限された不可避的不純物及びＦｅを含有する残部と、
を含有し、
前記線材はパーライト組織を表面に有し、前記パーライト組織におけるフェライトの結晶面が、前記線材の横断面において１．２以上の集積度の｛１１０｝面を前記線材の外周部に有する
ことを特徴する線材。
【請求項２】
前記線材の長手方向に垂直な断面において、前記外周部の５０％以下の面積がパーライトブロック粒径１５μｍ未満の粒により占有され、中心部の２３％以下の面積がパーライトブロック粒径３５μｍ以上の粒により占有される
ことを特徴とする請求項１に記載の線材。
【請求項３】
前記熱間圧延の仕上げ温度が１０００℃以上である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の線材。
【請求項４】
引張強さＴＳ（ＭＰａ）が、
２００＋９８０×（Ｃ質量％）＜ＴＳ＜４００＋９８０×（Ｃ質量％）  （式１）
を満たす
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の線材。
【請求項５】
ねじり回数が１５回以上である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の線材。
【請求項６】
０．０００１〜０．００５０質量％のＢと、
０．０３〜０．１０質量％のＶと、
０．０１〜０．１０質量％のＮｂと、
０．０５〜０．８０質量％のＣｕと、
０．０５〜０．２０質量％のＮｉと、
０．００１〜０．１質量％のＴｉと、
のうち一種以上を更に含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の線材。
【請求項７】
前記線材は、スケール層を表面に有し、前記スケール層の付着率が７０％以上である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の線材。
【請求項８】
前記線材は、６％ひずみを与えた場合の残留スケール率が０．０７％以下である６〜１５μｍの厚さのスケール層を表面に有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の線材。
【請求項９】
直径４〜８ｍｍに熱間圧延された線材であって、
前記線材は、
０．６〜１．１質量％のＣと、
０．１〜０．５質量％のＳｉと、
０．２〜０．６質量％のＭｎと、
０．００４〜０．０１５質量％のＳと、
０．０２〜０．０５質量％未満のＣｒと、
Ｐが０．０２質量％以下に制限され、且つ、Ａｌが０．００３質量％以下に制限された不可避的不純物及びＦｅを含有する残部と、
を含有し、
前記線材の長手方向に垂直な断面において、外周部の５０％以下の面積がパーライトブロック粒径１５μｍ未満の粒により占有され、中心部の２３％以下の面積がパーライトブロック粒径３５μｍ以上の粒により占有される
ことを特徴する線材。
【請求項１０】
前記線材はパーライト組織を表面に有し、前記パーライト組織におけるフェライトの結晶面が、前記線材の横断面において１．２以上の集積度の｛１１０｝面を前記外周部に有する
ことを特徴とする請求項９に記載の線材。
【請求項１１】
前記熱間圧延の仕上げ温度が１０００℃以上である
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の線材。
【請求項１２】
引張強さＴＳ（ＭＰａ）が、
２００＋９８０×（Ｃ質量％）＜ＴＳ＜４００＋９８０×（Ｃ質量％）  （式２）
を満たす
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の線材。
【請求項１３】
ねじり回数が１５回以上である
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の線材。
【請求項１４】
０．０００１〜０．００５０質量％のＢと、
０．０３〜０．１０質量％のＶと、
０．０１〜０．１０質量％のＮｂと、
０．０５〜０．８０質量％のＣｕと、
０．０５〜０．２０質量％のＮｉと、
０．００１〜０．１質量％のＴｉと、
のうち一種以上を更に含有する
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の線材。
【請求項１５】
前記線材は、スケール層を表面に有し、前記スケール層の付着率が７０％以上である
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の線材。
【請求項１６】
前記線材は、６％ひずみを与えた場合の残留スケール率が０．０７％以下である６〜１５μｍの厚さのスケール層を表面に有する
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の線材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延によって製造される、熱間圧延後の伸線加工性に優れた高炭素鋼線材に関する。この線材の表面には、客先までの輸送において受ける程度のひずみでは剥離しない程度の高密着性と、客先のメカニカルデスケーリング工程において良好に剥離する高メカニカルデスケーリング性とを有するスケールが付与される。  本願は、２００９年１１月５日に、日本に出願された特願２００９−２５４１７２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
共析成分近傍の高炭素鋼を熱間圧延して得られる線材は、輸送後に、表面のスケールを除去するためのデスケーリング処理と、伸線加工を行なう際に潤滑剤を引き込みやすくするための表面処理とが通常行われる。その後、パテンティング処理を含む伸線加工を１〜２回行うことにより、線径の小さい高強度のワイヤが得られる。このワイヤは、タイヤのスチールコード、ベルトコンベアのベルトコード、切断機のソーワイヤ等に用いられる。このような高炭素鋼線材には、高い一次伸線性（生引き性）を有することが求められている。一次伸線性とは、熱間圧延線材後の組織状態における、伸線加工の容易性を示す指標である。一次伸線性に優れた高炭素鋼線材を伸線加工する場合、線径の小さいワイヤが、中間での熱処理工程を省略して製造可能となる。【０００３】
特許文献１には、炭素含有量０．６〜１．０質量％の高炭素鋼に対して仕上げ温度から４段階の冷却を行う技術が開示されている。この技術によれば、９５面積％以上のパーライト組織を線材の表面に付与することができる。このパーライト組織は、３０μｍ以下の平均ノジュール径Ｐと、１００ｎｍ以上の平均ラメラ間隔Ｓとを有し、Ｐをμｍ、Ｓをｎｍで表わしたとき下記（式１）を満たす。
Ｆ＝（３５０．３／Ｓ０．５）＋（１３０．３／Ｐ０．５）−５１．７＞０  （式１）【０００４】
この文献１の技術においては、熱延後の衝風冷却の第３段冷却で２℃／ｓ以下と極めて遅い冷却速度に制御することにより、パーライトブロックの平均ノジュール径Ｐを３０μｍ以下に、平均ラメラ間隔Ｓを１００ｎｍ以上に調整する。これにより、高速で伸線加工する際の断線を回避することができ、しかもダイス寿命の低下を防止できる。しかし、この方法では特殊な衝風冷却のための構成が必要である。更に、この文献１においては、伸線加工量を増加しても延性が低下せずに保たれるかどうかについては、何も示されていない。【０００５】
上述のような高炭素鋼線においては、その加工性が表面に付着するスケール（酸化膜）によっても大きく影響される。このため、スケールについても種々の研究がなされている。【０００６】
スチールコード用線材などの高炭素鋼線材には、高生産性が要求される。このため、メカニカルデスケーリング処理を採用して生産が行われている。線材は熱間圧延により製造されているため、その表面にはスケールが付着する。このスケールには、生産に好都合となる以下（１）〜（３）の特性が求められる。【０００７】
（１）スケールロスを避けるため極力薄いこと。
（２）錆びを防ぐ観点で、客先でのメカニカルデスケーリング処理前に剥離しないこと。
（３）メカニカルデスケーリング処理後は、一次伸線性を劣化させることの無いようにスケールの残留率が極力少ないこと。
スケールの、密着性とメカニカルデスケーリング性とは、相反する関係がある。すなわち、スケールの厚みが薄くなると密着性が向上するがメカニカルデスケーリング性が低下する。このため、薄いスケールで密着性とメカニカルデスケーリング性とを両立することは難しい。【０００８】
関連技術としては、（１）及び（３）の特性を具備する線材が特許文献２に開示されている。これはスケール中のＦｅＯ比率を８０％以下とすることで薄くて剥離性の良いスケールを実現しているが、（２）の特性については考慮されていない。本発明者の経験では、このような調整を行ったとしても熱間圧延後に剥離しない状態で保持され、且つ、輸送中に剥離しないスケールを得ることはできなかった。【０００９】
また、特許文献３には、スケール密着性に関する技術として、０．０５〜０．１５質量％のＮｉを含有し、表面粗度が１．５μｍ以下に制限された高炭素鋼線材が開示されている。この高炭素鋼線材によれば、２次スケールの高密着性と伸線加工前の高メカニカルデスケーリング性とを発揮することができる。しかしながら、この方法の場合、Ｎｉ添加することが必須であり、Ｎｉを添加しないと目的を達成できない。また、Ｎｉ添加を前提としても十分な密着性を確保することはできない。この様なスケール特性は鋼材の一次伸線性にも影響するため、鋼材組織及びスケール特性の両方が良好な高炭素鋼線材の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−８２４３４号公報
【特許文献２】特開平１１−１７２３３２号公報
【特許文献３】特開平２−２１３４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、熱間圧延後の伸線加工性に優れることに加え、表面に付着するスケールが、客先までの輸送において受ける程度のひずみでは剥離せずに、客先のメカニカルデスケーリング工程において良好に剥離する、高密着性と高メカニカルデスケーリング性とを有するスケールを具備する加工性に優れた高炭素鋼線材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上述の課題を解決するために以下の構成を採用する。
（１）本発明の第１の態様は、直径４〜８ｍｍに熱間圧延された線材であって、前記線材は、０．６〜１．１質量％のＣと、０．１〜０．５質量％のＳｉと、０．２〜０．６質量％のＭｎと、０．００４〜０．０１５質量％のＳと、０．０２〜０．０５質量％未満のＣｒと、Ｐが０．０２質量％以下に制限され、且つ、Ａｌが０．００３質量％以下に制限された不可避的不純物及びＦｅを含有する残部と、を含有し、前記線材はパーライト組織を表面に有し、前記パーライト組織におけるフェライトの結晶面が、前記線材の横断面において１．２以上の集積度の｛１１０｝面を前記線材の外周部に有する線材である。
（２）上記（１）に記載の線材では、前記線材の長手方向に垂直な断面において、前記外周部の５０％以下の面積がパーライトブロック粒径１５μｍ未満の粒により占有され、中心部の２３％以下の面積がパーライトブロック粒径３５μｍ以上の粒により占有されてもよい。
（３）上記（１）又は（２）に記載の線材では、前記熱間圧延の仕上げ温度が１０００℃以上であってもよい。
（４）上記（１）又は（２）に記載の線材では、引張強さＴＳ（ＭＰａ）が、
２００＋９８０×（Ｃ質量％）＜ＴＳ＜４００＋９８０×（Ｃ質量％）  （式２）
を満たしてもよい。
（５）上記（１）又は（２）に記載の線材は、ねじり回数が１５回以上であってもよい。
（６）上記（１）又は（２）に記載の線材では、０．０００１〜０．００５０質量％のＢと、０．０３〜０．１０質量％のＶと、０．０１〜０．１０質量％のＮｂと、０．０５〜０．８０質量％のＣｕと、０．０５〜０．２０質量％のＮｉと、０．００１〜０．１質量％のＴｉと、のうち一種以上を更に含有してもよい。
（７）上記（１）又は（２）に記載の線材は、スケール層を表面に有し、前記スケール層の付着率が７０％以上であってもよい。
（８）上記（１）又は（２）に記載の線材は、６％ひずみを与えた場合の残留スケール率が０．０７％以下である６〜１５μｍの厚さのスケール層を表面に有してもよい。
（９）本発明の第２の態様は、直径４〜８ｍｍに熱間圧延された線材であって、前記線材は、０．６〜１．１質量％のＣと、０．１〜０．５質量％のＳｉと、０．２〜０．６質量％のＭｎと、０．００４〜０．０１５質量％のＳと、０．０２〜０．０５質量％未満のＣｒと、Ｐが０．０２質量％以下に制限され、且つ、Ａｌが０．００３質量％以下に制限された不可避的不純物及びＦｅを含有する残部と、を含有し、前記線材の長手方向に垂直な断面において、外周部の５０％以下の面積がパーライトブロック粒径１５μｍ未満の粒により占有され、中心部の２３％以下の面積がパーライトブロック粒径３５μｍ以上の粒により占有される線材である。
（１０）上記（９）に記載の線材は、パーライト組織を表面に有し、前記パーライト組織におけるフェライトの結晶面が、前記線材の横断面において１．２以上の集積度の｛１１０｝面を前記外周部に有してもよい。
（１１）上記（９）又は（１０）に記載の線材は、前記熱間圧延の仕上げ温度が１０００℃以上であってもよい。
（１２）上記（９）又は（１０）に記載の線材は、引張強さＴＳ（ＭＰａ）が、
２００＋９８０×（Ｃ質量％）＜ＴＳ＜４００＋９８０×（Ｃ質量％）  （式３）
を満たしてもよい。
（１３）上記（９）又は（１０）に記載の線材は、ねじり回数が１５回以上であってもよい。
（１４）上記（９）又は（１０）に記載の線材は、０．０００１〜０．００５０質量％のＢと、０．０３〜０．１０質量％のＶと、０．０１〜０．１０質量％のＮｂと、０．０５〜０．８０質量％のＣｕと、０．０５〜０．２０質量％のＮｉと、０．００１〜０．１質量％のＴｉと、のうち一種以上を更に含有してもよい。
（１５）上記（９）又は（１０）に記載の線材は、スケール層を表面に有し、前記スケール層の付着率が７０％以上であってもよい。
（１６）上記（９）又は（１０）に記載の線材は、６％ひずみを与えた場合の残留スケール率が０．０７％以下である６〜１５μｍの厚さのスケール層を表面に有してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
上述の構成によれば、表層近傍における良好な延性が得られるため、一次伸線性と、密着性と、メカニカルデスケーリング性とに優れた高炭素線材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】Ｃｒ量と、フェライトの｛１１０｝面の集積度との関係を示す図である。
【図２】線材の長手方向に垂直な断面における、外周部Ａと中心部Ｂとを示す図である。
【図３】実施例と比較例について、外周部Ａのパーライトブロック粒径と累積面積率との関係を示すグラフである。
【図４】実施例と比較例について、中心部Ｂのパーライトブロック粒径と累積面積率との関係を示すグラフである。
【図５】伸線加工量と引張り強さとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
まず、本発明の一実施形態に係る高炭素鋼線材が含有する化学成分の限定理由を説明する。
【００１６】
（１）必須成分
〔Ｃ：０．６〜１．１質量％〕
Ｃは線材の強化に有効な元素である。高強度の鋼線を得るために、下限値を０．６質量％に規定する。また、初析セメンタイトの析出による延性低下を抑えるために、上限値を１．１質量％に規定する。
【００１７】
〔Ｓｉ：０．１〜０．５質量％〕
Ｓｉは鋼の脱酸のために必要な元素である。十分な脱酸効果を確保するために、下限値を０．１質量％に規定する。また、Ｓｉは熱処理後に形成されるパーライト中のフェライトに固溶しパテンティング後の強度を上げるが、反面、熱処理性を阻害する。このため、上限値を０．５質量％に規定する。
【００１８】
〔Ｍｎ：０．２〜０．６質量％〕
Ｍｎは鋼の焼き入れ性を確保する。このため、下限値を０．２質量％に規定する。しかし、多量のＭｎの添加は、パテンティング処理の際のパーライト変態に長時間を要する。このため、上限値を０．６質量％に規定する。
【００１９】
〔Ｓ：０．００４〜０．０１５質量％〕
Ｓは鋼中でＭｎと結びつきＭｎＳなどの介在物を形成する一方で、Ｓ含有量を増やすとメカニカルデスケーリング性が良くなる。本実施形態ではＳ含有量とＣｒ含有量を最適な領域に調整することで、スケールの密着性とメカニカルデスケーリング性とを両立させている。メカニカルデスケーリング性を確保するために、下限値を０．００４質量％に規定する。Ｓは不純物元素でもあり、多量に存在すると伸線ワイヤの延性を低下させる。このため上限値を０．０１５質量％に規定する。また、Ｓ量は低いほどスケールの密着性が向上し、例えば線材を長期保管した際にも錆の増加などを引き起こし難くするので、Ｓ量は０．０１０質量％以下であってもよい。
【００２０】
〔Ｃｒ：０．０２〜０．０５質量％〕
微量のＣｒは鋼の伸線加工性を向上させるばかりでなく、スケールの密着性を向上するために添加する。０．０２質量％以上の添加により、伸線加工性を向上させるパーライトブロック粒径の分布とフェライトの結晶方位を改善する効果を発揮できる。このため下限値を０．０２質量％に規定する。これにより、ねじり回数が１５回以上となり良好な伸線加工性が確保できる。これは、パーライト中フェライトの表層集合組織の特定方位が増加し、加工性が向上するためと考えられる。しかし、０．０５質量％以上添加するとねじり回数が悪化する。これは、パーライトブロック粒径の分布が悪化するためと考えられる。このため、上限値を０．０５質量％未満に規定する。
【００２１】
（２）不可避的不純物
〔Ｐ：０．０２以下〕
Ｐは鋼中で偏析しやすく、偏析すると著しく共析変態を遅らせるため、衝風冷却において共析変態が完了せずに、硬質なマルテンサイト組織を形成しやすい。これを防止するために、Ｐ含有量は０．０２質量％以下に制限する。
【００２２】
〔Ａｌ：０．００３質量％〕
Ａｌは硬質なＡｌ２Ｏ３系介在物を形成する。その影響が実質的に無いように、Ａｌ含有量は０．００３質量％以下に制限する。
【００２３】
（３）任意成分
〔Ｖ：０．０３〜０．１０質量％〕
Ｖは鋼の強度を上げる効果があるため、０．０３質量％以上添加してもよい。しかし、添加量が多くなり過ぎると延性が低下するので上限を０．１０質量％に規定する。
【００２４】
〔Ｂ：０．０００１〜０．００５０質量％〕
Ｂは、線材がオーステナイト化した際のγ粒径を細かくする効果、及び、パーライト変態時の非ラメラ組織を抑制する効果があり、ねじり回数が向上する。このため、０．０００１質量％以上添加してもよい。しかし、０．００５０質量％を越えて添加すると熱処理によってパーライト変態させるための時間が長くなる。このため、上限を０．００５０質量％に規定する。尚、ねじり回数とは、ねじり試験により得られる、線材が破断するまでのねじられた回数を意味する。
【００２５】
〔Ｎｂ：０．０１〜０．１０質量％〕
Ｎｂは鋼の強度を上げる効果があるため、０．０１質量％以上添加してもよい。しかし、添加量が多くなり過ぎると延性が低下するので上限を０．１質量％に規定する。
【００２６】
〔Ｃｕ：０．０５〜０．８０質量％〕
Ｃｕは、一般にスケールと地鉄との界面を平滑にする効果や、耐食性（腐食疲労特性など）を改善する効果を有している。このため界面特性を向上させる観点から０．０５質量％以上添加してもよい。また、耐食性を向上させる観点からは０．１質量％以上添加してもよい。しかし多量の添加をすると熱間圧延の際に脆化しやすくなるので上限を０．８質量％に規定する。
【００２７】
〔Ｎｉ：０．０５〜０．２０質量％〕
Ｎｉは耐食性、強度を向上するため、０．０１質量％以上添加してもよい。しかし、多量の添加をすると熱間圧延の際に脆化しやすくなるので上限を０．２０質量％に規定する。
【００２８】
〔Ｔｉ：０．００１〜０．１質量％〕
Ｔｉは鋼中のＮを固定して延性を向上する効果があるため、０．００１質量％以上添加してもよい。しかし、添加量が多くなり過ぎると延性が反対に低下するので上限を０．１質量％とする。
【００２９】
次に、本実施形態に係る高炭素鋼線材のねじり回数について説明する。
【００３０】
〔ねじり回数：１５回以上〕  線材の一次伸線加工性を良好に確保するには、表層の組織の加工性が重要であり、これはねじり試験におけるねじり回数と密接に関係している。ねじり回数が１５回以上あるかどうかは、ＪＩＳ-Ｇ３５２５に基づく捻回試験を１００Ｄ（線径の１００倍のゲージ部長さ）で２０回行い判断する（これをＮＴ（／１００Ｄ）と表示する）。このねじり試験においてねじり回数が１５回未満となる場合は、線材横断面における表層部分のパーライト内のフェライトの結晶面に｛１１０｝面を多くする必要がある。この出現割合を集積度で測定した場合には１．２以上が必要である。
【００３１】
〔フェライトの｛１１０｝面の集積度：１．２以上〕
本実施形態に係る高炭素鋼線材は、横断面に観察されるパーライト組織中のフェライトの｛１１０｝面の外周部Ａにおける集積度が１．２以上である。このため、せん断応力によるボイドの発生を抑制することができる。｛１１０｝面の集積度が低い場合には、表層近傍での結晶回転がより多く必要になるため、伸線加工性が低下する。横断面に観察されるパーライトの結晶方位の集積度は、ＦＥ−ＳＥＭ−ＥＢＳＤ法を用いて測定を行う。ＥＢＳＤ測定が可能な表面状態をコロイダルシリカ研磨などにより得た後、０．３μｍ間隔で１８０μｍ×３００μｍの領域を測定し、方位の集積度を判定する。集積度は、ＥＢＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）法で表層近傍から一定面積を測定して算出することができる。
すなわち、Ｃｒを線材に添加することで圧延再結晶γ粒からパーライト組織が成長する際のパーライト組織のねじれを抑制することができる。これにより、フェライトの｛１１０｝面の集積度を向上させることができ、ねじり回数の低い部分を無くすことができる。
この様な組織調整ができればねじり回数が向上すると共に伸線加工性も向上する。
尚、図１は、Ｃｒ量とフェライトの｛１１０｝面の集積度との関係を示す。この図から、集積度を調整するためにはＣｒを０．０２〜０．０５質量％に制御することが効果的であることが理解できる。
【００３２】
〔パーライトブロック粒径〕
ステルモア冷却を行った熱間圧延線材のパーライトブロック粒径は、中心から表層にかけて異なるパーライトブロック粒径の分布となる。加工中のボイド発生は、線材の長手方向に垂直な断面におけるパーライトブロック粒径の面積率（占有率）に関連する。
図２は、線材の長手方向に垂直な断面における外周部Ａ及び中心部Ｂを示す。本明細書中において、この図２に示されるように、表面から５００μｍ以内の領域を外周部Ａと定義し、中心から半径５００μｍ以内の領域を中心部Ｂと定義する。
線材の外周部Ａにおいては、パーライトブロック粒径が１５μｍ未満の粒の面積率（占有率）が５０％を超える場合は、熱間圧延後の調整冷却でγからパーライトに変態する際の変態温度が下がる場合に増加する。このため１５μｍ未満の粒が占める面積が５０％以下であることが好ましい。図３に外周部Ａでのパーライトブロック粒径に対する累積面積割合の変化を示す。
線材の中心部Ｂにおいては、パーライトブロック粒径が３５μｍ以上の粒の面積率（占有率）が２３％を超えると、伸線加工中にシェブロンクラックが発生し易くなる。このため中心部Ｂのパーライトブロック粒径が３５μｍ以上のとなる粒が占める面積率（占有率）が２３％以下であることが好ましい。図４に中心部Ｂでのパーライトブロック粒径に対する累積面積割合の変化を示す。
パーライトブロック粒径を調整するためには、Ｃｒ量を０．０２〜０．０５質量％に調整することに加え、線材にＯを１８〜３０ｐｐｍ、Ｎを１０〜４０ｐｐｍ含有させることが効果的である。  表１は、パーライトブロック粒径割合（面積率）を示す。
【００３３】
【表１】
2011055746.tif 000003
【００３４】
〔線材のＴＳ〕
線材のＴＳは変形中に働く応力の大きさを決める重要な性質である。このため、集合組織の制御やパーライトブロック粒径の制御に加え、引張強さも一定の範囲に調整することが必要となる。引張強さは主にＣ量に大きく依存する。引張強さが低くなると粗大なパーライトが出現し易くなる。反対に引張強さが高くなると加工硬化が大きくなり加工が早くできる。このため引張強さを以下の（式４）を満たすように調整する。
２００＋９８０×（Ｃ質量％）＜ＴＳ＜４００＋９８０×（Ｃ質量％）  （式４）
ＴＳの調整は、例えば巻取り温度の調整とステルモア冷却時の風量によって行うことができる。一般に巻取り温度が高くなるとＴＳが高くなり、ステルモア冷却時の風量が増えると強度が高くなる。
【００３５】
次に、スケールについて説明する。
【００３６】
〔スケールの厚み：６〜１５μｍ〕
本実施形態に係る高炭素鋼線材では、熱間圧延後に付着しているスケールの厚みが６〜１５μｍ、又は６〜１２μｍに調整される。スケールの厚みが６μｍ未満の場合、スケールが薄いため、メカニカルデスケーリング性が低下する。また、１５μｍ以下に調整するのは、これ以上厚いとスケールロスが多くなるためである。このため、１２μｍ以下に調整してもよい。熱間圧延後に付着するスケール厚みは圧延の仕上げ温度と巻き取り温度を調整することによって調整することが可能である。
【００３７】
〔スケール付着率〕
スケールの付着率を正確に求めるには、５リング以上の線材の全長を画像解析装置を用いてスケールの付着している面積を求め、全測定面積に対するスケール付着面積の割合で求める。その際、線材の全周が測定される様に測定は両面から行う。
【００３８】
画像解析装置を用いない簡易的な方法としては、付着量を目視で判定を行い、少なくとも５リングの全長を目視で観察し、剥離していない面積を１０％単位で判定する。この判定を異なる５リングを用いて３回行い、平均値を求める。
【００３９】
本実施形態に係る線材では、スケール層の付着率が７０％以上、又は８０％以上に調整されてもよい。７０％以上の場合、部分的に剥離した部分から錆びが発生しやすいためメカニカルデスケーリングだけでは良好な伸線加工性を保つことができなくなる。８０％以上とすれば、錆びの発生する領域が狭いので延性を大きく低下させることが少ない。
【００４０】
〔６％ひずみを与えた場合の残留スケール率：０．０７％以下〕
本実施形態に係る線材は、６％ひずみを与えた場合の残留スケール率が０．０７％以下であることを特徴とする。０．０７質量％を超える場合には、伸線加工でスケール部分が発熱し、ワイヤ特性を劣化させ、断線に至る場合もある。
【００４１】
〔熱間圧延の仕上げ温度：１０００℃以上〕
熱間圧延の仕上温度が低い場合、線材外周部Ａの集合組織の集積度が１．２より低くなり、伸線加工性が低下する。このため、熱間圧延の仕上げ温度を１０００℃に設定することが好ましい。
【００４２】
上述の構成によれば、熱間圧延後の状態でねじり回数が１５回以上の、一次伸線加工性が良好な線材が得られる。同時に、付着するスケールは、線材の搬送や輸送中には剥離せず、メカニカルデスケーリングなどの一定ひずみ以上を与えた場合にスケールが残留することなく剥離するため、容易に高い一次伸線加工性が得られる。
【実施例】
【００４３】
〔第１実施例〕  表２は、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Ａｌ，Ｃｒの含有量を質量％で、Ｎ，Ｏの含有量をｐｐｍで示す。
表２に示す組成の鋼を溶製し、連続鋳造でブルームとした後、１２２ｍｍ角のビレットにした後、５．５ｍｍ径の線材に仕上温度１０００℃以上で熱間圧延し、同じステルモア冷却を行なった。【００４４】
【表２】
2011055746.tif 000004
【００４５】
熱間圧延線材の機械的性質を表３に示す。ＴＳ（引張強さ）、ＲＡ（絞り）、ＥＬ（全伸び）、ＮＴ（ねじり回数）はほとんど変わらないのに対して、２０本連続して行ったねじり試験において１５回以下の低い値が、本発明鋼は全くでていないことが判る。ＮＴは破断までのねじり回数であり、表３中のＮＴ（／１００Ｄ）は、線径の１００倍のゲージ部長さでねじり試験を２０回行った際の平均ねじり回数である。【００４６】
【表３】
2011055746.tif 000005
【００４７】
これらの熱間圧延線材を単釜伸線機にて伸線加工した結果を図５に示す。図５において、横軸は伸線加工量ε（２×ｌｎ（Ｄ０／Ｄ））を示し、縦軸は引張強度ＴＳ（ＭＰａ）を示す。実施例は比較例に比べて、伸線加工量が大きい場合の強度の低下が小さいことが判る。これは本実施例による鋼が伸びが大きく均一な材料となっているためである。【００４８】
次に５．５ｍｍ径の線材を１．１ｍｍ径ワイヤに伸線加工した後の機械的性質を表４に示す。ＴＳ（引張強さ）、ＲＡ（絞り）に実施例Ｂ、Ｄ、Ｅと比較例Ａ，Ｃとの間に大きな差は無いが、ＥＬ（全伸び）、ＮＴ（ねじり回数）は実施例の方が少し値が大きかった。また、実施例ではねじり試験においてデラミネーション（縦割れ）が発生していなかったのに対し、比較例ではデラミネーションが発生した。【００４９】
【表４】
2011055746.tif 000006
【００５０】
〔第２実施例〕
表５に示す組成の鋼からなる１２２ｍｍ角のビレットを５．５ｍｍ径の線材に仕上温度１０００℃以上で熱間圧延し、鋼組成に応じて巻き取り温度を８３０℃〜９３０℃の間に調整を行い、現行設備で可能な最強のステルモア冷却を行い線材とした。表５は、実施例１〜１５と比較例１６〜１９とを示す。尚、比較例において、本願発明で規定される数値範囲から外れる数値に下線を引いた。【００５１】
【表５】
2011055746.tif 000007
【００５２】
表６に、得られた線材について、巻き取り温度、機械的性質（引張強さ（ＴＳ）、絞り（ＲＡ））およびスケールの特徴（厚み、付着率、残留スケール率）を評価した結果を示す。【００５３】
付着率は、線材表面を目視観察し、表面のスケールが剥離された面積率（占有率）によって表わした。Ｔ部、Ｍ部、Ｂ部のそれぞれを評価し、その算術平均を取った。Ｔ部、Ｍ部、Ｂ部は、それぞれ、線材圧延を行なう１コイルの先頭部分、中間部分、終端部分である。【００５４】
スケールの厚みは線材表層断面の光学顕微鏡写真より求めた。【００５５】
残留スケール率の測定方法は、３００ｍｍの線材（ゲージ長さ２００ｍｍ）を２５ｍｍ／ｍｉｎの速度で引張ることで６％のひずみを与えた後の線材の質量（Ｗ１）から、引張りを行なわずに１６％の塩酸により完全にスケールを除去した場合の線材の質量（Ｗ２）を差し引いた質量を求め、以下の（式５）により算出した。【００５６】
残留スケール率（％）＝（Ｗ１−Ｗ２）／Ｗ２×１００  （式５）【００５７】
【表６】
2011055746.tif 000008
【００５８】
実施例１〜１５はいずれも付着率が高くかつ残留スケール率も小さいことが判る。【００５９】
比較例１６は本発明の規定範囲よりＣｒ含有量が少ないために付着率が４２％と低くなっている。【００６０】
比較例１７は本発明の規定範囲よりＣｒ含有量が多いため、ほぼ同じ鋼成分のものと比較してＴＳが少し高く、残留スケール率が大きくなっている。【００６１】
比較例１８は本発明の規定範囲よりＳ含有量が多いため付着率が６２％と低くなっている。【００６２】
比較例１９は本発明の規定範囲よりＳ含有量が少ないため、残留スケール率が０．０８と大きくなっている。【００６３】
比較例２０は熱間圧延の仕上温度が低いため、スケール特性は満足するものの線材外周部Ａの集合組織の集積度が１．２より低くなり伸線加工性が低下した。【００６４】
なお、実施例１〜１５のうち、本発明の望ましい形態により任意成分を添加した実施例９〜１５は、それぞれ下記のように望ましい付加的な特性が得られている。【００６５】
実施例９は、任意成分である規定範囲内の量のＢを添加したことにより、強度が向上した。
実施例１０は、任意成分である規定範囲内の量のＮｉを添加したことにより、耐食性が向上した。
実施例１１は、任意成分である規定範囲内の量のＮｂを添加したことにより、強度が向上した。
実施例１２は、任意成分である規定範囲内の量のＣｕを添加したことにより、腐食疲労特性が向上した。
実施例１３は、任意成分である規定範囲内の量のＶを添加したことにより、強度が向上した。
実施例１４は、任意成分である規定範囲内の量のＴｉを添加したことにより、延性が向上した。
実施例１５は、任意成分である規定範囲内の量のＢとＴｉを添加したことにより、延性が向上した。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明によれば、客先までの輸送において受ける程度のひずみでは剥離しない程度の高密着性と、客先のメカニカルデスケーリング工程において良好に剥離する高いメカニカルデスケーリング性とを有するスケールを表面に具備する線材を得ることができる。従って、本発明は産業上の利用可能性を十分に有する。
【符号の説明】
【００６７】
Ａ：外周部
Ｂ：中心部
【図１】
2011055746.tif 000009
【図２】
2011055746.tif 000010
【図３】
2011055746.tif 000011
【図４】
2011055746.tif 000012
【図５】
2011055746.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成23年11月10日(2011.11.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直径４〜８ｍｍに熱間圧延された線材であって、
前記線材は、
０．６〜１．１質量％のＣと、
０．１〜０．５質量％のＳｉと、
０．２〜０．６質量％のＭｎと、
０．００４〜０．０１５質量％のＳと、
０．０２〜０．０５質量％未満のＣｒと、
Ｐが０．０２質量％以下に制限され、且つ、Ａｌが０．００３質量％以下に制限された不可避的不純物及びＦｅを含有する残部と、
を含有し、
前記線材はパーライト組織を表面に有し、前記パーライト組織におけるフェライトの結晶面が、前記線材の横断面において１．２以上の集積度の｛１１０｝面を前記線材の外周部に有する
ことを特徴する線材。
【請求項２】
前記熱間圧延の仕上げ温度が１０００℃以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の線材。
【請求項３】
引張強さＴＳ（ＭＰａ）が、
２００＋９８０×（Ｃ質量％）＜ＴＳ＜４００＋９８０×（Ｃ質量％）  （式１）
を満たす
ことを特徴とする請求項１に記載の線材。
【請求項４】
ねじり回数が１５回以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の線材。
【請求項５】
０．０００１〜０．００５０質量％のＢと、
０．０３〜０．１０質量％のＶと、
０．０１〜０．１０質量％のＮｂと、
０．０５〜０．８０質量％のＣｕと、
０．０５〜０．２０質量％のＮｉと、
０．００１〜０．１質量％のＴｉと、
のうち一種以上を更に含有することを特徴とする請求項１に記載の線材。
【請求項６】
前記線材は、スケール層を表面に有し、前記スケール層の付着率が７０％以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の線材。
【請求項７】
前記線材は、６％ひずみを与えた場合の残留スケール率が０．０７％以下である６〜１５μｍの厚さのスケール層を表面に有する
ことを特徴とする請求項１に記載の線材。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明は、上述の課題を解決するために以下の構成を採用する。
（１）本発明の第１の態様は、直径４〜８ｍｍに熱間圧延された線材であって、前記線材は、０．６〜１．１質量％のＣと、０．１〜０．５質量％のＳｉと、０．２〜０．６質量％のＭｎと、０．００４〜０．０１５質量％のＳと、０．０２〜０．０５質量％未満のＣｒと、Ｐが０．０２質量％以下に制限され、且つ、Ａｌが０．００３質量％以下に制限された不可避的不純物及びＦｅを含有する残部と、を含有し、前記線材はパーライト組織を表面に有し、前記パーライト組織におけるフェライトの結晶面が、前記線材の横断面において１．２以上の集積度の｛１１０｝面を前記線材の外周部に有する線材である。
（２）上記（１）に記載の線材では、前記熱間圧延の仕上げ温度が１０００℃以上であってもよい。
（３）上記（１）に記載の線材では、引張強さＴＳ（ＭＰａ）が、
２００＋９８０×（Ｃ質量％）＜ＴＳ＜４００＋９８０×（Ｃ質量％）  （式２）
を満たしてもよい。
（４）上記（１）に記載の線材は、ねじり回数が１５回以上であってもよい。
（５）上記（１）に記載の線材では、０．０００１〜０．００５０質量％のＢと、０．０３〜０．１０質量％のＶと、０．０１〜０．１０質量％のＮｂと、０．０５〜０．８０質量％のＣｕと、０．０５〜０．２０質量％のＮｉと、０．００１〜０．１質量％のＴｉと、のうち一種以上を更に含有してもよい。
（６）上記（１）に記載の線材は、スケール層を表面に有し、前記スケール層の付着率が７０％以上であってもよい。
（７）上記（１）に記載の線材は、６％ひずみを与えた場合の残留スケール率が０．０７％以下である６〜１５μｍの厚さのスケール層を表面に有してもよい。
【手続補正書】
【提出日】平成24年10月25日(2012.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直径４〜８ｍｍに熱間圧延された線材であって、
前記線材は、
０．６〜１．１質量％のＣと、
０．１〜０．５質量％のＳｉと、
０．２〜０．６質量％のＭｎと、
０．００４〜０．０１５質量％のＳと、
０．０３〜０．０５質量％未満のＣｒと、
Ｐが０．０２質量％以下に制限され、且つ、Ａｌが０．００３質量％以下に制限された不可避的不純物及びＦｅを含有する残部と、
を含有し、
前記線材はパーライト組織を表面に有し、前記パーライト組織におけるフェライトの結晶面が、前記線材の横断面において１．２以上の集積度の｛１１０｝面を前記線材の外周部に有することを特徴する線材。
【請求項２】
前記熱間圧延の仕上げ温度が１０００℃以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の線材。
【請求項３】
引張強さＴＳ（ＭＰａ）が、
２００＋９８０×（Ｃ質量％）＜ＴＳ＜４００＋９８０×（Ｃ質量％）  （式１）
を満たす
ことを特徴とする請求項１に記載の線材。
【請求項４】
ねじり回数が１５回以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の線材。
【請求項５】
０．０００１〜０．００５０質量％のＢと、
０．０３〜０．１０質量％のＶと、
０．０１〜０．１０質量％のＮｂと、
０．０５〜０．８０質量％のＣｕと、
０．０５〜０．２０質量％のＮｉと、
０．００１〜０．１質量％のＴｉと、
のうち一種以上を更に含有することを特徴とする請求項１に記載の線材。
【請求項６】
前記線材は、スケール層を表面に有し、前記スケール層の付着率が７０％以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の線材。
【請求項７】
前記線材は、６％ひずみを与えた場合の残留スケール率が０．０７％以下である６〜１５μｍの厚さのスケール層を表面に有する
ことを特徴とする請求項１に記載の線材。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明は、上述の課題を解決するために以下の構成を採用する。
（１）本発明の第１の態様は、直径４〜８ｍｍに熱間圧延された線材であって、前記線材は、０．６〜１．１質量％のＣと、０．１〜０．５質量％のＳｉと、０．２〜０．６質量％のＭｎと、０．００４〜０．０１５質量％のＳと、０．０３〜０．０５質量％未満のＣｒと、Ｐが０．０２質量％以下に制限され、且つ、Ａｌが０．００３質量％以下に制限された不可避的不純物及びＦｅを含有する残部と、を含有し、前記線材はパーライト組織を表面に有し、前記パーライト組織におけるフェライトの結晶面が、前記線材の横断面において１．２以上の集積度の｛１１０｝面を前記線材の外周部に有する線材である。
（２）上記（１）に記載の線材では、前記熱間圧延の仕上げ温度が１０００℃以上であってもよい。
（３）上記（１）に記載の線材では、引張強さＴＳ（ＭＰａ）が、
２００＋９８０×（Ｃ質量％）＜ＴＳ＜４００＋９８０×（Ｃ質量％）  （式２）
を満たしてもよい。
（４）上記（１）に記載の線材は、ねじり回数が１５回以上であってもよい。
（５）上記（１）に記載の線材では、０．０００１〜０．００５０質量％のＢと、０．０３〜０．１０質量％のＶと、０．０１〜０．１０質量％のＮｂと、０．０５〜０．８０質量％のＣｕと、０．０５〜０．２０質量％のＮｉと、０．００１〜０．１質量％のＴｉと、のうち一種以上を更に含有してもよい。
（６）上記（１）に記載の線材は、スケール層を表面に有し、前記スケール層の付着率が７０％以上であってもよい。
（７）上記（１）に記載の線材は、６％ひずみを与えた場合の残留スケール率が０．０７％以下である６〜１５μｍの厚さのスケール層を表面に有してもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
【表２】
2011055746.tif 000014
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
【表３】
2011055746.tif 000015
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
次に５．５ｍｍ径の線材を１．１ｍｍ径ワイヤに伸線加工した後の機械的性質を表４に示す。ＴＳ（引張強さ）、ＲＡ（絞り）に実施例Ｂ、Ｄと比較例Ａ，Ｃとの間に大きな差は無いが、ＥＬ（全伸び）、ＮＴ（ねじり回数）は実施例の方が少し値が大きかった。また、実施例ではねじり試験においてデラミネーション（縦割れ）が発生していなかったのに対し、比較例ではデラミネーションが発生した。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
【表４】
2011055746.tif 000016
【国際調査報告】
2011055746.tif 000017
2011055746.tif 000018
2011055746.tif 000019
2011055746.tif 000020